高校虚拟校园卡系统建设与研究

汪 涛

1 背景与现状

校园一卡通是伴随校园信息化发展的产物，起初被应用在食堂消费、浴室淋浴、超市购物中，之后随着需求逐渐延伸，并被广泛应用到校园各个功能应用系统里。

经过十几年的发展，目前已经覆盖了食堂消费、洗浴、开水炉、图书馆借阅、门禁、会议考勤等多个领域。为学校广大师生的生活、学习提供了极大的便利。

随着网络条件的成熟，“无卡交易”正逐渐向移动支付方向发展。介质也从早期的光电卡、M1 卡到cpu 卡、异型卡、手机卡、手环等多种表现形式[1]。

为满足师生移动支付的需求，南京医科大学在2018 年完成校园卡扫码支付功能，在校师生可通过学校微门户的扫码支付在食堂、超市等场所实现在线扫码消费，也可实现在微门户里校园卡充值、水电缴费、网上预订等，为全面实现虚拟卡功能奠定了基础。

2 实体卡的弊端

随着互联网和移动支付技术的不断发展，实体卡系统的网络封闭性和支付便捷性逐渐显现不足，主要存在以下几点问题。

2.1 实体卡容易丢失

实体校园卡容易丢失，从南京医科大学这几年校园卡使用情况来看，每学期因为校园卡丢失而补办的校园卡平均三千余张，一旦丢失校园卡后，师生在校园内会变得“寸步难行”[2]。

2.2 容易造成卡片冻结

一方面校园卡与银行卡圈存需要写卡下发补助改变余额，另一方面校园卡终端消费，易受网络环境影响造成卡库不平，引起系统冻结，严重影响使用。

2.3 不能脱机使用

校园卡手机端支付符合师生用户的使用习惯，但是卡交易必须通过终端机具才能完成写卡操作，完成交易整个流程。

2.4 支付介质的安全问题越加突出

Mifare One 卡由于逻辑加密简单，2009 年被破解复制，市面上时有复制卡信息出现，因此一方面校园卡系统需要升级，以及时识别复制卡，避免餐饮超市等脱机交易。

实现一卡通系统的云化、移动化是打破现有系统的局限性的钥匙，需要打破传统的卡认证模式，加入二维码、手环等新的认证介质载体，实现介质互通。

师生在出入各门禁通道及需身份认证的场合时更加灵活；采用实时联机消费，运用与后台系统实时认证的数据交换，验证卡片信息，在线交易。采用动态二维码加密，传输数据加密等方式确认数据安全；建立自助服务平台，为自助终端提供通用的服务接口，实现自助终端和一卡通业务系统的协作办公；结合全校基础数据库，满足数据资源开放共享要求，完善校园一卡通管理信息化体系，利用大数据技术，多维度展示校情，预测未来趋势，为业务管理部门提供认证和支付的基础数据服务，为一卡通的基础服务保障提供决策数据的支撑。

3 解决方案与实现

根据上述特点，南京医科大学信息化建设管理部门，对校园虚拟卡系统进行设计，方案主要包括：

3.1 平台体系设计

基于一卡通的支付和管理体系，新建分布式云架构的在线支付平台，大幅提升系统高并发业务的处理能力。

将现有的校园一卡通卡账户、电子账户信息合并，数据整体导入在线支付平台，在线支付平台将作为全校统一的校内支付平台使用，现有的校园一卡通系统承担认证和管理功能。

在线支付平台作为校园支付的统一出入口，对校园内的消费进行统一管理，合作银行、第三方支付接入。在线支付平台提供安全、灵活、开放的支付接口，方便各部门、系统使用。

3.2 账户体系设计

校园卡在线支付平台和账户管理遵循互联网金融标准设计；完整的在线支付账户管理体系（一户多号）；在线支付账务清算、处理模式不变，支持与财务系统联动，实现商户自动清算。

3.3 机具设备设计

新的校园支付终端设备全面支持电子帐户交易、支持二维码服务，消费终端（有操作屏）支持生成动态支付二维码，支持有线、Wi-Fi、3G/4G 等通讯方式，网络问题时可自动切换。

3.4 现有卡片过渡

新卡结构采用补充的方式，在维持旧卡结构不变的基础上在后续区域存放新数据；优化新卡结构，以提升读写效率，所有终端读卡设备更新后，由持卡人到自助设备上改写旧卡结构成新卡结构。旧卡丢失后自动补办新卡。

图1 虚拟校园卡架构

4 系统升级步骤及效果

4.1 一卡通核心后台升级

校园一卡通核心后台服务升级为一卡通在线支付后台服务系统。增加分布式后台服务、在线支付类别、多结算主体升级包、清算系统模块、网上支付模块、服务平台转账模块、圈存机转账模块、CPU 卡密钥体系，增加对新的在线支付平台的支付对接模块，增加与在线支付平台的交换数据的协同处理，同步账户开户信息、状态信息等。

4.2 网络及POS 机部署

现在一卡通都是采取“商务网关+Pos 机”为主的消费模式，因为通讯传输速率、数据量无法达到扫码的要求，系统升级为扫码支付后，扫码支付在线交易数量会大大激增，现有网络需要升级成以光纤为主干的以太网，以保证在线交易的正常使用[3]。

5 效果与展望

虚拟校园卡系统建设完成后，可以实现人脸识别进出校门与宿舍、人脸识别就餐结算、微信、支付宝、银联等多种二维码一机付等多项功能，取得较好的经济效益。

图2 第三方扫码消费数据增长表

南京医科大学正在研究将虚拟卡系统数据引入到智慧校园中，为个性化服务、特色化管理提供数据沉淀。